第6章卫星通信系统解决方案.ppt

第6章卫星通信系统? 概述? 卫星运行轨道? 卫星通信的多址方式? VSAT 系统? 卫星导航定位系统 1 概述? 卫星通信发展简史? 卫星通信的特点? 卫星通信的工作频段? 卫星通信系统的组成? 卫星通信系统的分类 2 ?卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号,在两个或多个地面站之间进行的通信过程或方式。卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式,工作在微波频段,是微波通信发展的一种特殊形式。?宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的无线电通信。它可分为三种形式: 概述?(1)地球站与宇宙站间的通信; ?(2)宇宙站之间的通信; ?(3)通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信。?人们常把第三种形式称为卫星通信。宇宙站是指地球大气层以外的宇宙飞行体(如人造卫星和宇宙飞船等)或其它星球上的通信站。地球站是指设在地面、海洋或大气层中的通信站,习惯上统称为地面站。?卫星通信是在地面微波中继通信和空间技术的基础上发展起来的。微波中继通信是一种“视距”通信,即只有在“看得见”的范围内才能通信。而通信卫星的作用相当于离地面很高的微波中继站。由于作为中继的卫星离地面很高,因此经过一次中继转接之后即可进行长距离的通信。图 18―1 是一种简单的卫星通信系统示意图,它是由一颗通信卫星和多个地面通信站组成的。图 18 ― 1 卫星通信示意图 A B C D E 地球地球? A B R0 he 卫星?由图 18―1 可见,离地面高度为 he 的卫星中继站,看到地面的两个极端点是 A和B 点,即 S 长度将是以卫星为中继站所能达到的最大通信距离。其计算公式为 0 00 (os ) ( ) oeR S R R km R h ?? ??式中, R 0 为地球半径, R 0 =6378km ;θ为 AB 所对应的圆心角(弧度); h e 为通信卫星到地面的高度,单位为 km 。上式说明, h e越高,地面上最大通信距离越大。?(1)h e =500km 时,由公式求得 S=4892km ; ?(2)h e =35800km 时, S=18100km 。?由于卫星处于外层空间,即在电离层之外, 地面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能到达卫星;同样,从卫星到地面上的电磁波也必须穿透电离层,而在无线电频段中只有微波频段恰好具备这一条件,因此卫星通信使用微波频段。?目前大多数卫星通信系统选择在下列频段工作: ?(1) UHF 波段( 400/200MHz ); ?(2) L 波段( ); ?(3) C 波段( ); ?(4) X 波段( ); ?(5) K波段( ; ; 30/20GHz )。?由于 C 波段的频段较宽,又便于利用成熟的微波中继通信技术,且天线尺寸也较小,因此,卫星通信最常用的是 C波段。 通信卫星的种类?目前,通信卫星的种类繁多,按不同的标准有不同的分类。下面我们给出几种常用的卫星种类。?(1) 按卫星的结构可分为:无源卫星和有源卫星两类。?无源卫星是运行在特定轨道上的球形或其它形状的反射体,没有任何电子设备,它是靠其金属表面对无线电波进行反射来完成信号中继任务的。在20 世纪 50~60 年代进行卫星通信试验时,曾利用过这种卫星。